Fala pessoal, tudo beleza? Nesta aula, vamos resolver alguns exercícios da Eletrodinâmica, mais especificamente carga, corrente elétrica e ddp. Para resolvê-los, vamos antes revisar alguns conceitos e fórmulas importantes. Acompanhe!
Carga elétrica e corrente elétrica
Para calcular carga elétrica, utilizaremos a seguinte fórmula:
|Q| = n . e
n: número de portadores de carga.
e: carga elétrica elementar, de valor fixo 1,6.10-19 C.
Q é medido em coulomb (C)
Já para calcular a intensidade média de corrente elétrica que passa por um condutor, vamos utilizar:
im é medido em ampère (A).
Note também que, às vezes, para calcular a carga, teremos que utilizar a área de um gráfico. Veja:
Nesses casos, não podemos utilizar a fórmula Q = i . Δt, pois ela só se aplica quando a corrente (i) for constante.
Exercícios sobre carga, corrente elétrica e ddp
Questão 1
(UEL) Pela secção reta de um condutor de eletricidade passam 12,0 C a cada minuto. Nesse condutor a intensidade da corrente elétrica, em ampéres, é igual a
a) 0,08
b) 0,20
c) 5,0
d) 7,2
e) 12
RESOLUÇÃO:
Veja que o enunciado nos fornece a carga que passa a cada minuto. Para isso, vamos utilizar a fórmula que vimos acima, lembrando que temos que tuilizar segundos como unidade de tempo:
im = 0,2 A
RESPOSTA: B
Questão 2
(Unesp) Mediante estímulo, 2×105 íons de K+ atravessam a membrana de uma célula nervosa em 1,0 milissegundo. Calcule a intensidade dessa corrente elétrica, sabendo-se que a carga elementar é 1,5×10-19.
Repare na unidade de tempo: milissegundo. Isso significa 10-3 s. Com isso em mente, para descobrir a corrente média, podemos usar a fórmula. Mas, devido aos dados que temos, podemos combinar as duas fórmulas que vimos:
im = 3,2.10-11 A
Questão 3
(UFSM-RS) Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos por efeito de uma corrente de 2 A, fornecida por uma bateria. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) liberada pela bateria é
a) 0,4
b) 2,5
c) 10
d) 150
e) 600
RESOLUÇÃO:
Veja que aqui temos corrente constante, então podemos utilizar a fórmula: Q = i . Δt. Então?
Q = 2 . 5 . 60
Q = 600 C
Questão 4
A figura a seguir mostra uma pilha de 9 volts ligada a uma lâmpada por meio de fios condutores.
a) Represente o sentido do movimento dos elétrons e o sentido convencional da corrente elétrica.
Vamos lembrar que na Química fala-se que a corrente vai no sentido das cargas positivas. Porém, na Física, quem anda é elétron, que tem carga positiva. Então temos que falar que a corrente (i) anda no sentido oposto ao sentido dos elétrons.
Então se o elétron é puxado pelo polo positivo da pilha (em cima), a corrente elétrica no sentido oposto. Podemos afirmar então que o elétron desce e a corrente sobe.
b) A ddp pode ser entendida com a ração entre a energia elétrica e a quantidade de carga que atravessa a pilha.
Qual a energia elétrica que uma carga de 20 C adquire ao atravessar a pilha?
Basta utilizarmos a fórmula dada:
Eel = 180 J
Questão 5
A corrente elétrica de um condutor metálico tem calor representado no gráfico, durante 100 s.
a) Determine a quantidade de carga elétrica, em coulomb, que atravessa a secção transversal desse condutor.
Veja que não podemos utilizar a fórmula Q = i . Δt, pois a corrente não é constante. Então devemos utilizar a área do gráfico, que se trata de um trapézio:
Q = 1600 C
b) Calcule a intensidade média da corrente elétrica, em ampére, nesses 100 s.
Para corrente média, temos uma fórmula:
im = 16 A
Questão 6
(Unicamp) Outro exemplo de desenvolvimento, com vistas a recargas rápidas, é o protótipo de uma bateria de íon-lítio, com estrutura tridimensional. Considere que uma bateria, inicialmente descarregada, é carregada com uma corrente média im = 3,2 A até atingir sua carga máxima de Q = 0,8 Ah . O tempo gasto para carregar a bateria é de
a) 240 minutos.
b) 90 minutos.
c) 15 minutos.
d) 4 minutos.
RESOLUÇÃO:
Quando uma questão nos traz Ah (ampère-hora), estamos falando de corrente por tempo, ou seja, é uma unidade de carga. Vou deixar as unidades para repararmos algo:
Repare que o resultado deu na unidade hora. E, se fizermos as contas, vamos chegar que essa fração equivale a 1/4 de hora, ou seja, 15 minutos.
Questão 7
(Unifesp) Num livro de eletricidade você encontra três informações: a primeira afirma que isolantes são corpos que não permitem a passagem da corrente elétrica; a segunda afirma que o ar é isolante e a terceira afirma que, em média, um raio se constitui de uma descarga elétrica correspondente a uma corrente de 10000 ampères que atravessa o ar e desloca, da nuvem à Terra, cerca de 20 coulombs.
Pode-se concluir que essas três informações são:
a) coerentes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 2,0∙10-3 s.
b) conflitantes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 2,0∙10-3 s.
c) coerentes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 2,0∙10-4 s.
d) conflitantes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 2,0∙10-6 s.
e) conflitantes e que não é possível avaliar o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica.
RESOLUÇÃO:
Vamos analisar as informações:
I) Verdadeira. Se o corpo é isolante, não há tantos elétrons livres para portar carga. Porém, há corpos que são isolantes, mas que, em determinadas situações, são condutores. tudo vai depender da ddp.
II) Nem sempre o ar é isolante.
III) Veja que pelos dados fornecidos podemos calcular o tempo:
Δt = 2.10-3 s ou 0,002 s
RESPOSTA: C
Para aprender mais:
Espero que você tenha entendido um pouco melhor como resolver exercícios sobre carga, corrente elétrica e ddp. E se quiser ajuda para melhorar seu nível de Física em outras matérias, entre em contato comigo e escolha o curso de Física mais adequado para você!
SAIBA MAIS
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